DCA、CCA和DCCA三种排序方法在中国草地植被群落中的应用现状

排序是用来分析植被与环境之间生态关系的重要手段。该文主要是对除趋势对应分析(DCA)、典范对应分析(CCA)和除趋势典范对应分析(DCCA)这三种排序方法进行总结,讨论它们在中国草地植被群落研究中的应用现状,并得出除趋势对应分析与聚类分析结合使用效果比较好,主要是用来揭示群落之间的关系,并且在实际的应用中也比较多,而典范对应分析和除趋势典范对应分析在揭示种与环境关系方面具有明显的优势,但是由于某些条件的限制,在实际研究中应用的比较少。可见这几种排序方法在实际应用中具有一定的优势,所以应该加强这方面的应用,更加深入的研究草地植被群落,以期对草地生态学及草地植被群落生态关系的研究工作发挥重要的借鉴作用。

新疆北疆滴灌机采棉田杂草生态位机理研究

【目的】探究新疆北疆滴灌机采棉田杂草生态位机理。【方法】运用七级目测法调查了新疆北疆5个地区(新疆生产建设兵团第八师143团、145团和147团,昌吉市,奎屯市)25个滴灌机采棉田样点的杂草优势度等级,依据优势度等级转换为重要值,进而计算出主要杂草(20种)的生态位宽度及重叠值;依据20种主要杂草的优势度及生态位重叠值,采用去趋势对应分析(detrended correspondence analysis,DCA)排序和最小生成树法(图论聚类分析),制作反映杂草生态学相似关系的排序图和最小生成树。【结果】田旋花、藜、反枝苋、龙葵、芦苇、狗尾草、苘麻、野西瓜苗和稗的实际生态位较宽,是新疆北疆滴灌机采棉田的优势种群(恶性杂草)。龙葵与藜、苘麻与反枝苋、野西瓜苗与稗、反枝苋与稗等杂草间的生态位重叠值较大,对资源的竞争较为激烈。依据生态位重叠值的大小关系制作的最小生成树中,20种主要杂草被分为4组。在25个样点中,针对20种主要杂草的综合生态需求DCA排序表明:9种恶性杂草几乎都聚集于排序图中央,与居于排序图周边的一般杂草区分较为明显,且20种主要杂草的DCA排序图与最小生成树对应关系较好。【结论】随着滴灌年限的增加,龙葵、田旋花、藜等9种恶性杂草的优势度值与滴灌年限之间存在极显著或显著的回归关系,其中除田旋花、狗尾草2种杂草的优势度值与滴灌年限之间存在极显著的非线性回归关系外,其他7种杂草的优势度值与滴灌年限之间存在极显著的线性回归关系。

六种绿绒蒿植物元素聚类分析和DCA分析

本文利用湿法消解结合电感耦合等离子体发射光谱仪测定了六种绿绒蒿属药用植物中元素组成及含量,采用PC-ORD数据分析软件对数据进行聚类分析和DCA分析。结果显示,同一元素在不同绿绒蒿样品中显示出不同的含量水平,以含量排序,前6种元素均依次为K>Ca>Mg>Fe>Al>Na;聚类分析将六种绿绒蒿植物聚为三个类群,即五脉、川西、红花和全缘叶绿绒蒿为第一类群,多刺和总状绿绒蒿分别为第二和第三类群;DCA分析则显示采样点海拔与六种绿绒蒿植物中各元素的富集呈负相关影响,经纬度土壤pH值则与其呈正相关影响。本实验结果可为绿绒蒿属植物资源的深入研究和开发利用提供一定的科学依据。

甘肃祁连山国家自然保护区植物群落多样性与海拔的响应关系

【目的】探求祁连山自然保护区植物群落多样性与海拔的响应关系及其驱动机制,为区域森林生态系统的保育和恢复提供一定的理论基础,同时也为区域生物多样性的保护利用及生态建设提供参考依据。【方法】本研究在野外样方调查的基础上,综合运用除趋势典范对应分析法(Detrended canonical correspondence analysis,DCCA)、相关分析法及回归分析法,对甘肃祁连山自然保护区内(99°30′~100°53′E,38°12′~39°17′N,海拔1500~3700 m)植物群落多样性与海拔的响应关系进行了深入分析。【结果】结果表明:①不同层次植物群落丰富度指数、多样性指数在不同海拔表现出明显的差异,草本层和灌木层Patrick丰富度指数和Shannon-Wiener多样性指数随环境梯度和海拔梯度均表现出“单峰型”变化格局,除高海拔(2950~3700 m)外,在其余海拔梯度上,草本层丰富度指数和多样性指数均显著高于灌木层(P<0.01),且在中海拔(2400~2950 m)地带达到最高;②植物群落各层次Pielou均匀度并未随环境梯度和海拔梯度表现出明显的差异,表明植物群落均匀度受环境响应较小,而主要受群落自身的结构类型和稳定程度的影响;③草本、灌木和乔木植被分布格局被环境因子解释部分分别占29.32%,23.24%和9.05%,被空间因子解释部分分别占15.21%,11.08%和7.52%,被空间和环境因子交叉作用的解释部分分别占11.04%、8.42%和5.31%,未被空间因子和环境因子解释部分分别占44.43%,57.26%和78.12%。【结论】植物群落物种多样性除受海拔引起的水热梯度影响外,还受生物间相互作用、人类活动、发育程度等因素的影响,在未来生态系统的保护与管理中,在减少人类活动影响的同时,应增强应对气候变化的保护措施和力度。

戴云山黄山松群落与环境的关联

基于戴云山黄山松群落类型31个样地(20 m×20 m)野外调查,筛选4个地形因子和11个土壤环境因子,采用除趋势典范对应分析法(DCCA)探讨黄山松群落分布格局与环境之间的关联,定量分析环境因子间相互关系及其对黄山松群落格局的影响。结果表明:(1)DCCA第一排序轴主要反映黄山松群落的海拔变化,第二轴主要反映坡向变化,即沿第二轴从上到下,坡向越朝向阳坡,黄山松群落分布越明显。(2)DCCA表明第一轴与海拔的相关系数达0.5570,即海拔是黄山松群落分布起着决定性作用的环境因子,呈现海拔越高,黄山松优势种群越显著,在海拔1400—1600 m表现突出。(3)黄山松群落主要物种在DCCA排序图的相对位置,反映坡向、坡位、有机质、人为干扰因素是影响黄山松群落分布的重要因素。(4)DCCA排序图中黄山松群落种类排序轴与环境排序轴的相关系数高于DCA,且消除CCA的"弓形效应",更能凸显海拔、有机质等环境因子对黄山松群落的影响,即黄山松群落与环境因子之间关联以DCCA排序方法为最佳。

黄土区露天煤矿排土场土壤与地形因子对植被恢复的影响

在脆弱的生态环境改善和恢复过程中,植被恢复与重建扮演着重要的角色。黄土露天煤矿区生态环境极其脆弱,认识矿区损毁土地植被恢复与地形、土壤因子之间的作用规律对矿区土地复垦与生态恢复改善至关重要。为此,选择山西平朔安太堡露天煤矿南排土场对2条样带27个复垦样地的土壤、地形、植被参数进行了采集与测定,并应用单因素方差分析与CANOCO4.5软件的降趋势对应分析和冗余分析研究了地形与土壤因子对植被恢复的影响。结果表明:植被与土壤变量之间呈显著相关,与地形变量之间相关性不明显;坡度主要影响草本覆盖度,坡向与有机质和速效磷之间具有线性相关性;速效钾对植被的变化起着重要的作用;土壤容重与砾石含量对土壤养分含量具有明显的指示作用;有机质与全氮呈显著正相关,各土壤养分指标之间存在明显的相关关系。为了改善和恢复黄土区露天煤矿排土场脆弱的生态系统,应该考虑植被和土壤的联合演替。在当地的生态环境状况下土地复垦与生态恢复的关键是改善土壤状况和增加人工植被,同时加强对排土场人工和自然植被的保护。

中昆仑山北坡策勒河流域生态因素对植物群落的影响

为探讨干旱区山地生境对植被格局的影响,以中昆仑山北坡策勒河流域为研究对象,在对海拔1960～4100m范围内63块样方进行植被学调查的基础上,采用18个环境指标描述群落的空间位置、地形和土壤特征。利用双向指示种分析、无偏对应分析和无偏典范对应分析,从植物种、群落与环境的生态关系方面探讨研究区的植被分布格局,并给予合理的环境解释。为消除环境因子中存在的冗余变量,采用前向选择法及MonteCarlo检验,筛选出对植物群落产生显著影响(P<0.05)的环境因子参加分析。结果表明,1)采用TWINSAN数量分类方法,将植被划分为4个群落类型;2)对于特定的研究区域策勒河流域,制约群落类型、植物种分布格局的主要因素是海拔,即水、热2个环境因子,同时物种丰富度随着海拔增加呈单调递增趋势;3)对群落产生显著影响的环境因子主要有海拔、pH等6个变量。DCCA排序图明显反映出排序轴的生态意义,第1轴突出反应了群落所在环境的海拔,沿第1轴从左到右海拔逐渐升高,各群落也沿着海拔依次分布。相比于其他区域,干旱区山地物种稀少,植被格局分异明显,其中海拔是环境因子中对植被群落分布起决定性作用的因子,利用数量生态学方法可以有效的揭示其植被群落同环境之间的关系。

雅鲁藏布江流域底栖动物多样性及生态评价

雅鲁藏布江起源于喜马拉雅山,是世界上海拔最高的河流之一,是流经我国西藏境内重要的国际河流,其河流生态系统具有特殊地貌及生态条件。研究该流域底栖动物多样性分布特征及其影响因子,是科学评价该区域河流生态系统健康状况,实现资源可持续开发利用的基础。2009年10月—2010年6月期间,以底栖动物作为指示物种,对雅江流域干支流及堰塞湖的14个采样断面进行河流生态评价。采用Alpha及Beta生物多样性指数分别指示局部采样河段及全区域的底栖动物多样性。对采样断面底栖动物组成分析发现:14个采样断面共采集到底栖动物110种,隶属57科102属。雅江干流底栖动物种类数最高为29,平均为19。支流年楚河种类数为17。支流拉萨河,尼洋河,帕龙藏布的最高种类数分别为25,33,36;平均种类数分别为21,21,22,生物多样性普遍高于干流。整个流域中底栖动物平均种类数相差不大,但种类组成和密度相差较大。调查区域的Beta多样性指数β高于低海拔地区的相似的山区河流,说明雅江流域内底栖动物群落差异性高于正常海拔地区。对14个采样断面的物种组成进行除趋势对应分析表明:影响雅江流域底栖动物多样性的主要因素为河型,河床阻力结构,堤岸结构,水流流速。保持稳定的阶梯-深潭结构和自然堤岸结构,以及适宜的流速有利于保护雅江河流生态。

长江中下游地区湖泊现代沉积硅藻分布基本特征

首次对长江中下游地区45个湖泊表层沉积硅藻进行了分析.根据硅藻多属种百分含量在总磷浓度和营养梯度上的分布规律以及硅藻数据的降维对应分析(DCA)结果表明,硅藻组合响应于湖泊营养态的变化,尤其是当水体接近于富营养态时,硅藻组合出现迅速转变,即以附生、附生浮游、浮游和底栖种类的多生态型的硅藻组合迅速被富营养浮游种为优势的组合取代.由此提出当Cyclostephanos、Stephanodiscus等种类和Cyclotella meneghiniana、C.atomus组合出现可以预警湖泊水体富营养的发生.另外,硅藻组合还能很好地指示草型和藻型湖泊的特征,可望成为有效判识湖泊生态类型的工具.

山地河流浅滩深潭生境大型底栖动物群落比较研究——以重庆开县东河为例

浅滩和深潭是山地河流中常见的河流生境结构。2011年7月,在重庆开县东河上游双河口-杉木桥河段,选择21个浅滩和深潭,调查大型底栖动物,研究影响不同生境中底栖动物组成、分布和多样性的生态机理。结果表明:调查河段浅滩和深潭中大型底栖动物分别为31种和24种,密度分别为450.62个/m2和86.24个/m2,生物量分别为2.88 g/m2和0.55 g/m2。浅滩有指示种11种,即纹石蛾(Hydropsyche sp.)、假蜉(Iron sp.)、假二翅蜉(Pseudocloeon sp.)、舌石蛾(Glossosoma sp.)、高翔蜉(Epeorus sp.1)、背刺蜉(Notacanthurus sp.)、Heterocloeon sp、锯形蜉(Serratella sp.)、朝大蚊(Antocha sp.)、等蜉(Isonychia sp.)、溪颏蜉(Rhithrogena sp.)。深潭指示种仅蜉蝣(Ephemera sp.)和黑大蚊(Hexatoma sp.)两种。刮食者为两类生境的优势功能摄食类群。浅滩中滤食者和刮食者比例显著高于深潭,而收集者和捕食者显著低于深潭。两类生境中大型底栖动物群落结构差异显著。浅滩中大型底栖动物的密度、生物量、丰富度指数、Shannon-Wiener指数、改进的Shannon-Wiener指数均明显高于深潭。受地貌形态、水力特征和冲淤变化规律影响的生境稳定性和异质性差异是导致大型底栖动物群落差异的主要原因。

环境因子对大亚湾人工鱼礁上附着生物分布的影响

通过对深圳大亚湾人工鱼礁区7个月（2008-04~2008-10）挂板实验,同时监测相应的环境因子指标。以附着生物丰度数据进行了除趋势对应分析（DCA）,并根据附着生物丰度数据和7个环境因子进行了典范对应分析（CCA）。共鉴定出附着生物54种,物种鉴定结果表明实验试板上的常见种有华美盘管虫（Hydroides elegans）、三角藤壶（Balanus trigonus）、细肋肌蛤（Musculus mirandus）等。DCA种类排序图可明显地看出每种附着生物都有自己的分布中心和分布区域;CCA分析结果表明深度、透明度、溶解氧是影响附着生物群落变化的最主要环境因子,其次是盐度和温度。CCA排序图较好地反映了人工鱼礁上附着生物分布与各环境因子的相互关系。

荒漠啮齿动物群落与植物群落的对应分析

动物与其生存环境变量之间的关系一直是生态学家们广泛关注的问题。啮齿动物作为荒漠生态系统中重要的功能群,其数量大小和生态功能对生态系统的平衡和稳定具有重要意义。生境中的植被为啮齿动物提供赖以生存的食物资源和栖息地,

黑河上游蝗虫与植被关系的CCA分析

蝗虫与植物间存在复杂的耦合关系,能够反映蝗虫对生境的选择和适应能力以及种群内部的协同关系。2009年6—8月在野外实地采样的基础上,采用除趋势对应分析(Detrended correspondence analysis,DCA)和典范对应分析(Canon icalcorrespondence analysis,CCA)方法,研究了草地蝗虫种类组成、蝗虫群落分类、优势植物与蝗虫的对应关系。结果表明:研究区的13种蝗虫分为6个类群,不同群组间蝗虫的种类数、食性和栖境选择存在较大差异,同组内的蝗虫在发生时间、生活型和营养生态位上不重叠;蝗虫的多度与优势植物盖度之间表现出极显著相关、显著相关和不相关的复杂关系,植物对蝗虫的影响更多的表现在为蝗虫提供适宜的栖息地而不完全是食物资源,禾本科和菊科植物对蝗虫空间分布的影响最大。蝗虫分布格局受自身的生物学特性和植物群落组成差异的影响,蝗虫与植物群落和优势植物之间的关系,能够为蝗虫灾害发生与防治提供可借鉴依据。

山西高原植被与气候的关系分析及植被数量区划的研究

本义利用去势典范对应分析和数量区划的方法，研究了山西高原植被与气候之间的关系，并进行了数量区划。排序的结果表明：ＤＣＣＡ的第一轴代表山西高原植被和气候梯度的纬向性，热量梯度是决定植被分布最主要的气候因子，水分梯度中的年降水量也对第一轴有较大的影响，由于山西高原南北跨度大，植被与气候因子表现出明显的纬向性；ＤＣＣＡ第二轴代表山西高原植被和气候梯度的经向性，与ＤＣＣＡ第二轴相关性较大的是水分因子中的年降水量、年蒸发量，由于山西高原东西跨度不大，而且大部分地区处在吕梁山脉和太行山脉之间，东西向的气候变化幅度不大，所以植被与气候梯度的经向性不明显。植被数量区划的结果表明：山西高原可划分为１７个植被区，用图示的方法确定山西高原大致有三个极点和一个中心。

应用排序分析藓类植物分类群分布与气候因素的关系

以我国 2 1个山地藓类植物区系和气象资料为基础 ,应用典范对应分析 (CCA )和除趋势典范对应分析(DCCA) ,比较了 2 1个山地中藓类植物 6 1个科 ,曲尾藓科 (Dicranaceae) 2 3个属、曲柄藓属 (Campylopus) 17种及曲尾藓属 (Dicranum) 35种分布与年均温度、>10℃积温、1月均温、7月均温、年均相对湿度、年均降雨量、年有雾天数、年有霜天数和年日照时数的关系 ,通过排序进行了直观的展示 ;同时还应用典范对应分析直观地反映了包括长白山在内的我国 9个山地苔藓植物地理成分组成上的相似性及它们与气候因素间的关系 .本文研究表明将DCCA和CCA应用到植物区系地理学研究上是可行的 .

北部湾北部生态系统结构与功能——浮游动物空间生态位及其分化

根据2006—2007年北部湾北部海域4个航次调查资料,采用K-优势度曲线法对浮游动物种(类)群进行排序分析,运用Levins公式和Pianka指数分析了主要优势种(类)群的生态位宽度值和生态位重叠程度,并通过除趋势典范对应分析(DCCA)研究生态位分化状况。结果表明,该海区浮游动物优势种(类)群按生态位宽度值可划分为广生态位、中生态位和窄生态位三大类型。其中,广生态位的种(类)群如肥胖软箭虫、亚强次真哲水蚤、长尾类幼体等具有较强的生态适应性,生活范围较广;窄生态位的种(类)群,对环境的适应性较差,对海流和水团等环境因素的变化具有指示意义。生态位宽度能够反映种(类)群丰度季节变化,但不能反映具体丰度大小。北部湾北部全年主要优势种(类)群的生态位宽度值介于0.08—0.77之间,并且各优势种(类)群的生态位宽度差异较大,种对间生态位重叠值介于0.02—0.89之间,平均生态位重叠指数为0.45,种(类)群之间利用资源环境的互补性较强,这与海域内生境多样化并且各优势种对环境适应能力的差异存在一定联系。DCCA分析表明,影响浮游动物分布的主要因子是水深、温度和盐度,其次是叶绿素a和溶解氧。

喀斯特山区坡面土壤水分变异特征及其与环境因子的关系

为探明土地利用方式、地形、微地貌等环境因子对喀斯特山区土壤水分空间变异的影响,应用植被数量生态学中的去趋势典范对应分析方法(DCCA)在一典型坡面上研究了表层(0～15cm)土壤水分变异特征及其与环境因子的数量关系。研究结果表明,在取样时段内坡面土壤质量含水率均值介于21.36%～32.58%之间,季节变化明显,均呈现中等变异特征。不同土地利用方式下土壤水分随时间的变化趋势一致,均呈明显的"四峰型"波动,土壤平均含水率以自然植被最高,撂荒地和坡耕地次之,人工林最低。DCCA的排序结果显示,土层深度、有机碳含量、土地利用方式和裸岩率对坡地土壤水分变异及其季节变化的影响最为显著,土壤体积质量和坡度的影响次之,坡位和海拔的影响最小。鉴于喀斯特坡面地形及微地貌的复杂性,后续研究还需要加大采样间隔和密度,并综合考虑坡向、坡面曲率、汇水分布面积等因素对土壤水分变异的影响,并结合各土地利用方式下土壤养分状况,探讨适应喀斯特坡地退化生态系统修复的农业工程措施和生态重建模式。

山西高原植被与土壤分布格局关系的研究

利用ＣＣＡ、ＤＣＣＡ等多元分析方法，在景观尺度上对山西高原植被与土壤分布格局之间的关系进行了分析，所得结论表明：纬向上主要是栗褐土、褐土、风沙土和栗钙土与植被的变化格局相关性较强，由于山西高原南北跨度大，土壤和植被格局纬向变化趋势的一致性十分明显；黄绵土、栗钙土、山地草甸土与植被的经向分布格局密切相关，由于山西高原东西向跨度较小，且大部分地区处于吕梁山与太行山之间，植被和土壤的经向格局梯度不明显；随海拔高度的增加，棕壤、山地草甸土、亚高山草甸土与山西高原植被的垂直分布格局相平行，由于山西高原相对高差较大，这种趋势也非常明显。综合分析还表明了气候、土壤与植被格局的一致性。

云南省玉龙雪山表土花粉垂直散布与植被关系研究

对云南省玉龙雪山地区8个垂直植被带下采集的49个表土样品进行表土孢粉的垂直散布研究，同时选择43个受人类活动干扰较少的样品和20个主要木本花粉类型进行了降维对应分析（DCA）。结果表明，玉龙雪山地区不同垂直植被带的孢粉组合具有不同的代表性成分与变化特征，能够较好地反映相应的植被带类型。在植物稀疏、花粉产量低的高山杜鹃灌丛植被带中，孢粉组合以外来的松属、冷杉属、落叶松属、云杉属和铁杉属等为主；冷杉林、落叶松林、云杉林和铁杉林等植被带孢粉组合的指示性成分分别是冷杉属、落叶松属、云杉属和铁杉属花粉，它们对应的峰值分别为13．6％，4．7％，39．4％和11．5％；针阔混交林、中山湿性常绿阔叶林的孢粉组合分别以高含量的常绿栎类、栲／石栎属为特征，并都含有多种落叶阔叶乔木和灌木的花粉，但后者比前者所包含的阔叶乔木与灌木成分更多，且蕨类孢子的峰值也出现在中山湿性常绿阔叶林中；云南松林的孢粉组合中除松属外很少有木本花粉出现。DCA排序结果较好地反映了现代植被与环境之间的相互关系，认为温度是决定不同植被带样点分布的最重要因素，这与垂直植被带随着海拔升高、温度逐渐降低而发生更替的规律是一致的。

增城市主要森林群落植物多样性研究

报道了增城市主要林区次生常绿阔叶林、马尾松林、湿地松林、南洋楹林等 4种森林群落的植物多样性。调查了 19个 4 0 0m2 的样方 ,共记录了 16 3种乔灌木植物种类。除 5种未能鉴定外 ,其余15 8种分属 5 0科 97属 ,包括 2种国家保护植物 :穗花杉和白桂木。等级聚类分析和无偏对应分析(DCA)结果显示 :次生林群落多样性较高 ,人工林较低。多样性变化的总趋势为 :次生林 >南洋楹林>马尾松林 >湿地松林。次生林与人工林群落在种类组成和多样性方面有较大的差异 ,次生林群落的树木种类较丰富 ,但大多数为早期的先锋树种 ,原生的地带性森林建群种 ,如壳斗科、樟科、木兰科等种类很少 ,而且相当多的次生林种类仅局限于天然林中 ,很少见于人工林中 ;